Что такое токоограничивающий диод?

Что такое диод ограничения тока?

Диод ограничения тока — это электронный компонент, который позволяет постоянному току течь, когда напряжение находится в указанном диапазоне. Иногда их называют «CRD» по начальным буквам английского названия «Current Regulative Diode». Существует множество электронных устройств, таких как светодиоды, которым требуется постоянный ток во время работы. CRD используются в таких электронных устройствах.

Диоды ограничения тока обычно используются для относительно небольших токов, таких как 1 мА–15 мА, но существуют также диоды постоянного тока, которые могут проводить большие токи, такие как 500 мА. Однако необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать выделения тепла во время работы и последующего повреждения компонентов.

Применение диодов ограничения тока

Диоды являются основными электронными компонентами, используемыми в различных электронных устройствах. Некоторые электронные устройства требуют постоянного тока для подачи питания. Например, светодиоды изменяют яркость в зависимости от величины тока, протекающего через них, поэтому величина тока, протекающего через цепь, должна поддерживаться постоянной для стабилизации свечения. Токоограничивающие диоды используются в таких электронных компонентах и ​​устройствах, управляемых током. Токоограничивающие диоды также используются в цепях зарядки/разрядки аккумуляторов и выключателях цепи утечки.

Принцип постоянного ограничивающего диода

Токовые характеристики токоограничивающих диодов показаны на рисунке выше: от 0 до определенного напряжения ток увеличивается по мере увеличения напряжения. Однако, когда напряжение входит в определенный диапазон, значение тока становится постоянным. Значение тока в это время называется «током отсечки» и является одним из значений, которые представляют характеристики токоограничивающего диода.

Напряжение, при котором дается 80% значения тока отсечки, называется «напряжением плеча», и для поддержания постоянного тока необходимо приложить напряжение, превышающее напряжение плеча. Обратите внимание, что, как показано на рисунке выше, даже диод ограничения тока не является постоянным током, когда приложено большое напряжение, и ток снова увеличивается с увеличением напряжения.

Обратите внимание, что приложение напряжения, превышающего диапазон постоянного тока, повредит диод, поэтому при фактическом использовании диода следует соблюдать осторожность в отношении величины напряжения.

Типы токоограничивающих диодов

Токоограничивающие диоды могут работать при напряжениях от 1 В до 100 В. Доступны различные слаботочные диоды, в том числе с различными величинами тока отсечки и с уменьшенными колебаниями значения тока отсечки. Как правило, доступны постоянные значения тока от 1 мА до 15 мА. С другой стороны, также продаются токоограничивающие диоды для больших токов, которые могут обеспечивать постоянный ток 350 мА или 500 мА.

При использовании токоограничивающих диодов необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать выделения тепла во время работы. Тепло выделяется в соответствии с произведением напряжения и тока, и в некоторых случаях это может привести к повреждению токоограничивающего диода. Кроме того, при подключении нескольких токоограничивающих диодов с различными значениями тока отсечки устройство может работать не так, как ожидалось, или может быть повреждено, если схема неправильно настроена.

(Дополнение) Типы диодов

Существует много типов диодов. Здесь мы дадим обзор типичных диодов, отличных от диодов ограничения тока.

• Выпрямительные диоды
  Обычно в каждом доме есть свой собственный источник переменного тока, который используется для питания электрического и электронного оборудования. За исключением ламп накаливания, фенов и других устройств, работающих непосредственно от переменного тока, выпрямительные диоды используются для преобразования переменного тока в постоянный. Выпрямительные диоды часто используются при относительно высоких напряжениях, поэтому прямое напряжение VF велико, и некоторые из них могут выдерживать большие токи, но те, что рассчитаны на большие токи, довольно велики и требуют отвода тепла. Выпрямительные диоды часто используются в модулях для двухполупериодного выпрямления, мостового выпрямления и т. д., а также доступны в виде двухполупериодных и мостовых модулей.
• Коммутационные диоды
  Эти небольшие диоды в основном используются в коммутационных схемах и заключены в стекло и имеют свинцовый вид. Поскольку они предназначены для коммутационной операции, их время обратного восстановления trr короче, чем у выпрямительных диодов.
• Диод постоянного напряжения
  Диоды обычно используются с подачей прямого напряжения, но токоограничивающие диоды используются с подачей обратного напряжения. Когда к токоограничивающему диоду прикладывается обратное напряжение, ток начинает быстро течь при определенном напряжении. Это напряжение становится стабильным при напряжении Зенера (напряжении пробоя) и используется в качестве опорного напряжения и т. д.
• Светоизлучающий диод (LED)
  Вы, вероятно, знакомы со светодиодом, который получил Нобелевскую премию по физике в 2014 году за изобретение синего светодиода гражданином Японии. Этот светодиод, вместе с существующими красными и зелеными светодиодами, теперь имеет три основных цвета света, что позволяет использовать полноцветные светодиоды и белые светодиоды, которые значительно расширили применение светодиодов. Хотя это недавняя разработка в области светодиодов, сами светодиоды уже некоторое время используются на практике и регулярно используются в различных устройствах в качестве индикаторов питания, дисплеев рабочего состояния и тому подобного. Индикаторы включения питания и светодиоды в форме полосок для уровней сигнала не должны быть чрезмерно яркими, а должны быть только визуально распознаваемыми, поэтому для практического использования достаточно тока 10 мА. Такое использование было невозможно с маленькими лампочками (луковицы фасоли/пшеницы).

Другие диоды включают лазерные диоды и фотодиоды.